La recherche du MIT ouvre la voie à une informatique quantique plus stable avec les qubits de Fluxonium

L’informatique quantique est un domaine en évolution rapide et doté d’un immense potentiel. Cependant, l’un des principaux défis réside dans la précision des résultats calculés en raison d’interférences externes susceptibles d’introduire des erreurs ou de faire échouer les états intriqués. Afin de surmonter cette limitation, des chercheurs du MIT ont exploré un nouveau type de qubits supraconducteurs appelés qubits de fluxonium.

Les qubits sont l’équivalent informatique des transistors, et l’augmentation de leur nombre entraîne une amélioration des performances informatiques. Contrairement aux transistors, qui sont déterministes et ne peuvent représenter que des systèmes binaires, les qubits sont probabilistes et peuvent représenter un large éventail de possibilités. Cela permet un traitement plus rapide de certains problèmes par rapport à l’informatique classique.

Les qubits Fluxonium offrent un niveau de stabilité plus élevé contre les interférences externes par rapport aux autres types de qubits. Ils ont des temps de cohérence plus longs, ce qui signifie qu’ils peuvent être utilisés efficacement pendant des périodes plus longues sans perte d’informations. En fait, les chercheurs ont déjà atteint des temps de cohérence supérieurs à la milliseconde avec des qubits de fluxonium, soit dix fois plus longs que ceux pouvant être obtenus avec des qubits supraconducteurs transmon.

Les récentes recherches du MIT se sont concentrées sur l’amélioration de la précision des qubits de fluxonium en permettant des opérations avec des niveaux de précision élevés. Les portes à deux qubits ont été réalisées avec une précision de 99,9 %, tandis que les portes à un seul qubit ont atteint une précision record de 99,99 %. Ce niveau de précision est crucial pour le calcul fiable et reproductible de problèmes complexes.

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Les qubits Fluxonium ont leurs propres forces et faiblesses par rapport à d’autres architectures de qubits telles que les qubits transmon. Ils sont plus difficiles à mettre à l’échelle et nécessitent des schémas de couplage sophistiqués entre qubits. Cependant, ils offrent la possibilité d’opérations de porte plus lentes mais plus précises, ce qui peut être avantageux pour certaines applications.

Dans le paysage en évolution de l’informatique quantique, il devient évident que les architectures à qubits multiples auront leur place. Différentes approches, notamment les supraconducteurs topologiques, les qubits supraconducteurs transmon et les pièges à ions, sont explorées par diverses entreprises et chercheurs. L’avenir de l’informatique quantique impliquera probablement une combinaison de ces architectures, chacune offrant des avantages uniques pour des tâches spécifiques.

Les recherches du MIT sur les qubits de fluxonium constituent une étape importante vers une informatique quantique plus stable et plus précise. En abordant les défis des interférences externes, cette recherche nous rapproche de la réalisation du plein potentiel de l’informatique quantique pour résoudre des problèmes complexes dans des domaines tels que la conception de médicaments, la science des matériaux et l’optimisation.

Sources:
– «Portes de fluxonium à deux qubits haute fidélité et flexibles en fréquence avec un coupleur Transmon» – REVUE PHYSIQUE X